超级电脑辉煌依旧

Author: 吴开琪编译 Date: 2000年 第17期

  虽然那个用真空管装配、大小像房子的电脑时代已离我们日益久远,且目前几乎每一个办公室和大多数家庭都配备有个人电脑,但这并不意味着巨型的超级电脑已经消失。事实上,电脑专家们已经并正在设计出新的、装有成百上千个微处理器、每秒能进行数百亿次运算(比台式PC快上百万次)、正被用于模拟一场原子战争或使一种新药物的研制时间缩短数十年等方面的超级电脑。
  美国设在瑞士的海军海洋学办公室及联邦技术研究所拥有的流行的CraySV1超级电脑是由Silicon Graphics和Cray公司研制的,其运算速度为每秒一百亿次。
  四五年以后才能研制成功的IBM的“蓝色基因”(Blue Gene)超级电脑能够以每秒千亿次运算的速度运行,并将用于了解和演示人体氨基酸如何自己重组为蛋白质的过程。这将帮助科学家更快地研究出新的药品。“蓝色基因”的运算速度虽然极快,但是,即使是完成建立300个氨基酸如何重组为蛋白质模型时所包含的运算,仍然需要“蓝色基因”运行长达一年的时间。
  在艾滋病的研究中,科学家也在使用超级电脑。最近,在美国Los Alamos国家实验室,正在使用超级电脑对过去70年间HIV病毒的演化过程绘制图表。要揭示病毒演化时无数的遗传繁殖和变化的可能性,没有超级电脑简直难以进行。在人类基因项目中,科学家同样在使用超级电脑绘制人类基因图表,整个基因图表将于2003年之前绘出。这必将大大促进对遗传疾病的检测、诊断及其治疗药物的研制。
  自从1996年美国签署了一揽子禁止核试验条约后,寻求一种不违背条约的核武器实验方法成了美国国防至关紧要的问题。目前,Silicon Graphics在Los Alamos国家实验室的Blue Mountain(蓝色山峰)超级电脑就是为此目的而安装的。“蓝色山峰”由6144个微处理器组成,每秒钟可完成300亿次运算。
  Sun Microsystems(微系统)公司也以E1000计算机的下一代产品在Los Alamos立足竞标。新一代的E1000将装有一百多颗Sun的UltraSparc-Ⅲ微处理器,并可以处理每秒3千亿次的运算。
  为了提高运算速度,超级电脑的下一个目标是量子电脑。传统的电脑以位(即0和1)进行计算;量子电脑则以更小的量子位(qubits)进行运算。量子电脑以量子位运算时,以所谓的量子并行方式(不是像数字电脑那样以串行方式),在同一时间处理所提供的全部数据。因而,数字电脑需要数年才能解决的问题,如大整数的因数分解问题,量子电脑在极短的时间就能处理完。虽然量子电脑的成功仍需假以时日,但加州大学和惠普实验室的科学家已经能从一个分子构造出CPU的基本部件——逻辑通道。
  总之,虽然我们已经听到过许多事实上依然遥遥无期的、有关诸如手表大小的或编织在布料上的超级电脑的故事,但是超级电脑必定会在深刻地影响着我们生活质量的数学、物理及生物等方面取得重大的进展却是指日可待的!